可编程的水滴,麻省理工让液态不死机器人离我们又近了一步

来自麻省理工学院媒体实验室的有形媒体小组(Tangible MediaGroup)发明:「可编程水滴」(Programmable Droplets)。

这背后的控制者是程序,而水滴会像士兵一样精准的执行程序命令,例如像赛车一样漂移绕圈:

保持相同的轨迹高速追逐:

更能够齐心协力,通过改变自身的形态,将花瓣折叠起来。

虽然远远达不到电影的程度,但看起来依然魔幻。水滴仿佛拥有了智慧,可以在「棋盘」上灵活滑动、吞噬、按照人类意愿行动。

看到这里你一定会好奇,人类到底是如何征服水滴的?其实答案就在棋盘上,这是一套以电润湿技术为核心制作的「水滴操控器」。

动起之后的水珠,就像是拥有了生命,正在呼吸。

而麻省理工团队的研究,就是改良固体表面,使其能够更好的通过电压来控制水滴流动。一张薄薄的的面板,其实有着多层的结构:

这块「棋盘」的原始材料是一块铺满铜线的电路板,为了能够让水滴在这上面畅行无阻,同时防止水滴残留在电路板表面,研究团队在表层加设了一层疏水材料。

这些疏水材料被制作成大小只有一微米高的微小球体,当水滴移动时,其实是在疏水材料制成的球体上滑动。

而水滴之所以能快速移动,秘密在于电路板下方的电极。水滴受到疏水材料的影响,在电路板会呈现球形的状态,如同针尖上的气球。每当下方的电极打开,就会有电压改变接触角,吸动水滴,让其边缘拉伸变平,就像是拽了水滴一下。之后这个电极逐渐关闭,而旁边的电极逐渐打开,一路连续开关连续拉拽,这样水滴就会一直向着打开电极的方向滚动。这种感觉,就像是一颗铁球一直被一块磁铁吸着跑一样。

驱动不同的液滴需要相应的电压,掺杂了墨水的液滴就需要高电压,大约95到200伏之间,输入编程代码指令之后,液滴就会像机器人一样执行命令。

看完这些,相信你初步了解了如何控制水珠,那么问题又来了,控制它们到底能干些什么?研发团队希望这套设备能够引起一场关于「微流体技术」的实验革命,让未来关于液体的实验更加简单便捷。

传统的微流体系统需要利用管道、阀门和泵来控制溶液也就是水滴的流动,每次相关实验多会用到成堆的实验器材,消耗实验成本的同时,也产生了大量的垃圾。

麻省理工的研究团队统计,在美国进行一次简单的血液融合测试,成本就要花费1500美元。同时更糟糕的是浪费时间,实验室里的生物学家将花费他们30%到50%的时间进行简单到浪费生命的工作:移动液体。

所以这一切为什么不交给液体们自己去做呢?在这套「可编程水滴系统」中,只需要统一的编程,两种液体就能够迅速的配对:

然后融合,甚至进行颤抖搅拌,高效而又精准,甚至还有些观赏性。

研发团队称,在该思路下,他们可以编排出成百上千个水滴的运动,未来的液体实验会如同一场盛大的舞会,用简单高效代替以往复杂耗时的操作。

除了科学实验,研发团队还开了不少生活向的脑洞,例如艺术家用水滴来调色绘画:

手机拍照直接从实物中取色,然后程序会让颜料自动调配,省去了手动操作产生的误差:

而且这东西甚至能够玩出一些简单的游戏效果,把经典游戏「吃豆人」变成「吃水豆人」。水豆之间的融合性与可分性让它们具备了扮演怪物与主角的能力,吞噬效果还挺有代入感。

而最骚气的是,现在你甚至可以控制玻璃上的水汽。只需在手机上进行留言:

水珠就会在家中的镜子上根据你的内容,远程绘制出图案。

嗯…大家觉得这个脑洞大开的可编程水滴,还可以做些什么呢?

文章来源: 科技院子

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